淺談CAD技術(shù)在河道施工中的應(yīng)用

駱 恒(廣西恒晟建設(shè)集團有限公司，廣西桂林 541199)

淺談CAD技術(shù)在河道施工中的應(yīng)用

駱 恒
(廣西恒晟建設(shè)集團有限公司，廣西桂林 541199)

CAD技術(shù)最早的應(yīng)用是在汽車制造、航空航天以及電子工業(yè)的大公司中，隨著計算機變得更便宜，應(yīng)用范圍也逐漸變廣。目前，CAD在工程領(lǐng)域常常被用到，所以本文主要探討了在河道施工中CAD的重要作用，同時，還指出在具體的工程測量中對圖形的繪制，并據(jù)此分析和計算數(shù)據(jù)，成為河道施工的基礎(chǔ)。

CAD技術(shù)；河道施工；應(yīng)用

在河道施工中，設(shè)計和計算往往被看做是一項復(fù)雜的程序，然而在以往的工作中，施工人員一般都是手工計算或者繪圖，效率低，任務(wù)量大是一方面，更嚴重的是會出現(xiàn)較高的錯誤率。在這種情況下，工程誤差會很大。在河道施工中為了確保河流的功能，河道施工發(fā)展穩(wěn)定，CAD技術(shù)逐漸被采用并且取得了很好的成效，誤差減少必定能夠保證施工質(zhì)量，更可喜的是，施工質(zhì)量提高的同時還降低了設(shè)計成本，節(jié)約投資。

一、CAD技術(shù)及河道施工現(xiàn)狀

1.CAD技術(shù)簡介

計算機輔助設(shè)計(Computer Aided Design)指利用計算機及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計人員進行設(shè)計工作。在設(shè)計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設(shè)計人員通常用草圖開始設(shè)計，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計算機完成；由計算機自動產(chǎn)生的設(shè)計結(jié)果，可以快速作出圖形，使設(shè)計人員及時對設(shè)計作出判斷和修改；利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移、復(fù)制和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。目前，CAD技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機械、電子、航天航空及水利等各個領(lǐng)域，它的應(yīng)用有利于工作人員優(yōu)化設(shè)計方案，提高效率，對設(shè)計和施工都起到很重要的作用。

2.我國河道施工現(xiàn)狀

我國河流眾多，水量充沛，隨著季節(jié)的變化而不同，而且水力資源豐富，占有很重要的經(jīng)濟地位。但是隨著不斷開發(fā)利用，我國河流出現(xiàn)了很多問題，丟失了原本的功能，比如，河流沖刷河岸會導致河流功能受影響，也會對當?shù)鼐用癞a(chǎn)生不利影響，所以必須要對河流進行維護和新建，發(fā)揮河道的重要作用。對我國的河道進行施工時要充分考慮到具體河道的情況，河道施工投資大，占地面積很廣較容易對當?shù)氐拇迕裨斐捎绊懀员仨毤訌妼拥赖脑O(shè)計和管理，選擇合適的施工手段進行合理的導流開挖。

二、CAD技術(shù)在河道施工中的應(yīng)用

1.土方等過程的計算

CAD的計算功能非常強大，在河道施工時就經(jīng)常用到它的計算功能，尤其在土方測量時?！安樵兠娣e”的指令在河道施工過程中計算土石方開挖量的過程中是經(jīng)常使用的一條指令。使用該指令進行計算的步驟非常簡單，一般包括以下幾點：

第一步是畫米格紙。首先要建立并選擇一個圖層，將其命名為“米格紙”作為標記。其次要在該圖層上進行繪畫，執(zhí)行構(gòu)造線操作命令xline，分別選H和V來繪制豎線和橫線兩條相交的構(gòu)造線。然后在CAD兩邊命令條框中選擇array命令并執(zhí)行，先后選中垂直相交的這兩條構(gòu)造線并利用陣列的功能將其依次分化成偏移量分別相等的網(wǎng)格狀圖形。這樣就繪制好了一張網(wǎng)格圖紙。為了避免在下一步的修剪過程中出現(xiàn)不必要的麻煩，在運用陣列指令時，不要同時選中垂直相交的兩條構(gòu)造線進行陣列分立，構(gòu)造線分立之后的一步就是修剪。為了將網(wǎng)格圖形變成自己需要的米格紙，就要對網(wǎng)格進行必要的修剪，將修剪后的米格紙標注好高程和距離。最后一步就是將米格紙利用“帶基點復(fù)制”指令，通過復(fù)制粘貼變成多個，構(gòu)成一個系列便于后續(xù)操作。

第二步是畫河道施工截面圖，首先還是要建立并選中一個圖層，將其命名為“截面”。其次，要建立一個坐標系。利用UCS命令，新建坐標系原點，原點可以是米格紙的左下角。再次選擇UCS命令，將新的一個原點配合上一步中米格紙的尺寸標注選擇新的坐標，根據(jù)截面距離等情況，確定新原點的e坐標。選擇line或者pline的命令，以截面測量成果的距離做為e坐標，以高程當做n坐標，分別填寫進去，便得到了橫截面的圖。

第三部是計算土石方的量。首先執(zhí)行CAD的area查詢指令，用鼠標左鍵配合鍵盤依次選中截面開挖或回填的圖形面積，并將其標記為S1。其次要再次執(zhí)行area指令，選中相鄰的一個截面并進行上一步的操作，將其標記為S2。然后，利用數(shù)學知識求出相鄰的這兩個截面的平均面積S=S1+S2/2，可知S和該相鄰的兩個截面之間的距離H的乘積便是河道施工中土石方的施工量。V=S*H。以此類推，重復(fù)計算便可得到其他截面的工程量。最后利用excel軟件將各個截面工程量數(shù)據(jù)累加起來，便可得到整個河道工程的土石方施工量。

2.利用CAD對拱壩進行施工

在拱壩施工的過程中，CAD發(fā)揮著很重要的作用。在建設(shè)拱壩時，在壩基礎(chǔ)混凝土的墊層是拱圈的主要部分，對墊層平面放樣，放樣密度也比較小，這樣可以很簡單的測量。放樣點在1-2m的間距就行。工人堆砌起來也容易，他們在操作過程中要連接拱圈，這樣可以建構(gòu)幾何圖形。堆砌完拱圈之后，接下來要對拱圈施工放樣，通過在拱圈高度上的標記來放樣。在實際的操作過程中，當堆砌高度與原計算高度不同時，為了確保坐標準確位置，要根據(jù)實際堆砌高度計算出控制點的坐標及高度位置，同時，放樣點的位置一定要在拱圈的位置上，這樣可以更好的控制以減少誤差。為了確保CAD 制圖坐標的準確性，要對拱圈平面控制，編號后進行定位，輸入到圖紙上。得到設(shè)計的圖之后，把實際堆砌的高度的拱圈線與CAD制圖上的設(shè)計的堆砌線進行比較，能夠發(fā)現(xiàn)其中的誤差。

3.輔助全站儀功能

河道施工中，需要用到的儀器及工具比較多，比如全站儀就要被用到大壩放樣中，所以在使用全站儀時，CAD的輔助功能就會得到發(fā)揮，因為設(shè)計圖紙就必須弄清楚各個點的具體坐標位置，只有通過CAD才能滿足需要。一般我們的設(shè)計圖紙只有對拐點及關(guān)鍵點的坐標，這樣不能滿足放樣的要求，所以使用CAD來計算相應(yīng)的坐標點就顯得尤為重要。主要分為四個步驟：首先，要新建原點，實施ucs命令，選取o為新建原點，關(guān)于原點的位置可以是任意的，然后再新建一個原點，這個原點可以鍵入一個關(guān)鍵點或者是拐點坐標的負數(shù)。其次，畫出圖形的樣品，根據(jù)圖紙的關(guān)鍵點或者拐點運用繪圖工具就能畫出草圖圖紙。再次，需要計算出其他的放樣坐標。根據(jù)距離在新圖層上選取合適的畫圖工具，所繪圖與上一步樣圖相交，使用id命令，左鍵點擊相應(yīng)點就得出交點坐標，這也就是放樣點。最后，需要標出坐標，使用dimordinate命令，把上一步得到的坐標復(fù)制到引線的位置。此時，在重復(fù)上一步和這一步就得出全部坐標，用這個完整的樣圖就能用全站儀放樣了。CAD 把各個點的坐標都確定了，畫出圖紙上的坐標值，在使用全站儀，這樣可以很好的發(fā)揮CAD在全站儀測量過程中的輔助功能。

4.剖面徑向砌筑坡度的控制

CAD在剖面砌筑方面也發(fā)揮著很重要的作用，此時，堆砌基本已經(jīng)接近尾聲，如果偏差不能得到實時的調(diào)整，在下一層中也也必須要對誤差數(shù)據(jù)調(diào)整，轉(zhuǎn)移到下一步就會加大難度。在下一層的堆砌過程中必須進行有效調(diào)整。在每一層砌筑過程中，為了讓改正壩體砌筑坡度變得簡單，都要對砌筑中的誤差進行測量。砌筑的操作工人在砌層上調(diào)整時，馬虎不得，在下層砌筑中就要對坡度誤差進行調(diào)整，尤其還要注意的是由于誤差之間有正負號，所以在對坡度誤差進行調(diào)整時要考慮到加減情形。

三、結(jié)語

我國的河流河道施工是國家發(fā)展的基礎(chǔ)，提升河道施工技術(shù)能夠確保河道安全。通過本文的簡要分析，筆者得出，把CAD技術(shù)運用到河道施工中具有很大的前景，CAD技術(shù)的使用，便于建立一個基于實際現(xiàn)場的模擬現(xiàn)實空間，把現(xiàn)實的情況進行數(shù)字化模擬，河道施工過程中很多的控制行為，預(yù)測到可能出現(xiàn)的問題都可以在這個空間模擬出來，對實際的施工決策奠定了基礎(chǔ)，提供依據(jù)，同時，施工效率也大大提高。在CAD技術(shù)運用的過程中，便于減少工作計算誤差，使圖紙的繪制更加精確，除此之外，還保障了工作人員的安全問題，對我國河道施工甚至其它的工程施工都有極為重要的作用。

[1]孫柱升，CAD技術(shù)在施工中的應(yīng)用 [J] 科技信息，2010(11)： 266。

[2]王家法，CAD技術(shù)平臺在異形建筑施工測量中的應(yīng)用 [J] 施工技術(shù)，2012，41(18)：69- 71，120。

TU75

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1007-6344（2016）04-0196-01